NEUTRALIZAÇÃO DA

ACIDEZ DO PERFIL

DO SOLO POR

MATERIAL VEGETAL

MARIO MIYAZAWA

MARCOS A. PAVAN

JÚLIO CESAR FRANCHINI

IAPAR - 2001

COBERTURA do SOLO por MATERIAL ORGÂNICO

QUÍMICOS - nutrientes (N, P, K,

Ca, S); CTC; solubilidade P;

adsorção de cátions

FÍSICOS - erosão, evaporação,

umidade, permeabilidade,

temperatura

MICROBIOLÓGICOS - atividade,

diversidade

ALTERAÇÕES QUÍMICAS DO SOLO

• pH - Neutralização da acidez

• Al - Hidrólise, complexação

• Transporte de cátions - K+, Ca2+,

Mg2+, Al3+

• Métodos de avaliações - resíduos

vegetais

I) NEUTRALIZAÇÃO

DA ACIDEZ DO

SOLO POR

RESÍDUOS VEGETAIS

Neutralização da acidez por grupos funcionais

Solo ácido (aumento de pH)

R-COOM + H+ R-COOH + Mn+

(M = Ca, Mg, K)

Solo alcalino (diminuição de pH)

-OH + OH- -O- + H2O

CAPACIDADE DE

NEUTRALIZAÇÃO DE H+ E OH-

0

2

4

6

8

10

12

14

12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12

[HCl] x 10-2 N

pH

-Su

spen

são

Branco

Feijão Ceará

Colza

Aveia preta

Trigo

[NaOH] x 10-2 N

Miyazawa et al. (1993)

Capacidade de Neutralização de H+ dos Resíduos Vegetais

0

2

4

6

8

10

Tri

go

Mil

ho

Gu

an

du

Av

eia

Pre

ta

Gir

ass

ol

Na

bo

Fo

rra

gei

ro

Mu

cun

a C

inza

Tre

meç

o B

ran

co

Fei

jão

de

Po

rco

Ca

sca

de

Ca

fé

Erv

ilh

aca

Co

mu

m

Fei

jão

do

Cea

rá

(mm

ol c

kg

-1)

Miyazawa et al. (1993)

Material vegetal

NEUTRALIZAÇÃO DA ACIDEZ

POTENCIAL DO SOLO N

ab

o

Tre

mo

ço

b.

Tre

mo

ço

azu

l

Ave

ia

Cro

tala

ria

b.

Cro

tala

ria

s.

Mu

cu

na

an

ã

Mu

cu

na

c.

Arr

oz

Gu

an

du

Tri

go

Mil

he

to

0

0,5

1

1,5

2

2,5

H +

Al

(cm

ol c

dm

-3)

Cassiolato et al., 1999

MATERIAL VEGETAL

Incubação do solo por material vegetal - pH

4,2

4,6

5,0

5,4

5,8

0 15 30 45 60 75 90 105

Controle

Lupinus luteus

Leucena

Colonião

Trigo

Tempo (dias)

pH

Miyazawa et al. (1993)

Densidade do cafeeiro Pavan et al., 1994

pH

3

4

5

6

893 1786 7143

pH

C orgânico

10

12

14

16

893 1786 7143

C g

/kg

II) NEUTRALIZAÇÃO

DA TOXIDEZ DE

Al3+ POR

MATERIAL VEGETAL

Neutralização da toxidez de Al3+

por resíduos orgânicos

Hidrólise do Al

Al3+ + n(OH)- Al(OH)2+; Al(OH)2

+; Al(OH)3; Al(OH)4

Complexação orgânica do Al

Al3+ + L AlL0; AlL2n-

(L = ligante orgânico)

Estrutura molecular de complexos Al-orgânico

M

CH2 COO- C O C O

C O C O

O O

CH2 -OOC

COO-

CH2

CH2

COO-

M

OH

C O CH O

HC O C O

O

O

COO-

CH

HC

-OOC

OH

M

C O C O

HC OH CH HO

O

O

CH2OH

(HC OH)4

CH2OH

(HC OH)4

CITRATO

GLUCONATO

TARTARATO

ÁCIDOS ORGÂNICOS DO

MATERIAL VEGETAL

ALIFÁTICOS:

cítrico, malônico, maleico,

tartárico, oxálico, butílico,

succínico, fumárico

AROMÁTICOS:

salicílico, caféico, vanílico,

cumárico, protocatéico, gálico,

hidroxibenzóico

Ácidos alifáticos: parte aérea e raiz das plantas

50

0

50

100

150

200

BN2 MT1 MT2 MC MP MV CEA POR SOJ SOR

fumárico

aconítico

malônico

málico

cítrico

Parte aérea

Raiz

mM

kg

-1

0

20

40

60

80

100

120

60 75 90 120 60 75 90 120 60 75 90 120

Dias após plantio

Áci

do

s o

rgâ

nic

os

(mM

kg

-1)

fumárico

aconítico

málico

cítrico

Ácidos alifáticos: estádios da planta

Aveia Preta Tremoço Azul Nabo

0

1

2

3

4

5

6

7

8

60 75 90 120

Dias após plantio

Ácid

os

org

ân

ico

s (m

M.k

g-1

)

caféico

cumárico

ferúlico

Ácidos aromáticos: idade do nabo forrageiro

TOXIDEZ DE Al3+, µM

0,0 2,0 5,0 10,0 15,0

0

15

5

10

Al (µM)

REDUÇÃO DE 20 µM Al3+ COM ÁCIDOS

ORGÂNICOS

O

0

15

5

10

30 60 90

ÁC. CÍTRICO

O 30 60 90

ÁC. MALÔNICO L (µM)

Densidade do cafeeiro Pavan et al., 1994

C orgânico

10

12

14

16

893 1786 7143

C g

/kg

Alumínio

0

7

14

21

893 1786 7143

Al m

mol/k

g

III) TRANSPORTE

DE CÁTIONS NO

SOLO POR LIGANTES

ORGÂNICOS

Cálcio

Magnésio Controle

CaCO3

CaCO3 + Aveia

CaCO3 + Trigo

Potássio

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7

Poros

mm

ol

L-1

Lixiviação de Ca, Mg e K após

aplicação de resíduos vegetais

Ziglio et al. (1999)

Alteração na [Ca] e [Mg] da solução pela percolação do solo

Nabo

0

2

4

6

8

60 d 90 d 120 d

idade

Mg

mm

ol/L

Aveia

60 d 90 d 120 d

idade

Tremoço

60 d 90 d 120 d

idade

Nabo

0

5

10

15

20

25

60 d 90 d 120 d

idade

Ca

mm

ol/L

Tremoço

60 d 90 d 120 d

idade

Aveia Preta

60 d 90 d 120 d

Extrato Percolado

Alteração na [K] e [Al] da solução pela percolação no solo

Nabo

0

10

20

30

40

60 d 90 d 120 d

idade

K m

mo

l/L

Aveia Preta

60 d 90 d 120 d

Extrato Percolado

Tremoço

60 d 90 d 120 d

idade

Aveia Preta

60 d 90 d 120 d

idade

Extrato Percolado

Nabo

0

2

4

6

60 d 90 d 120 d

idade

Al

mm

ol/

L

Tremoço

60 d 90 d 120 d

idade

Potássio

0

2,5

5

7,5

10

Nabo Aveia Tremoço Testem

K m

mol

/kg

60d 90d 120d

Cálcio

0

2,5

5

7,5

10

Nabo Aveia Tremoço Testem

Ca

mm

ol/

kg

60d 90d 120d

Alteração do Ca e K do solo pela percolação da solução (0-5 cm)

pH

4

4,5

5

Nabo Aveia Tremoço Testem

pH

60d 90d 120d

Alumínio

0

2,5

5

7,5

10

Nabo Aveia Tremoço Testem

Al m

mol

/kg

60d 90d 120d

Alteração de pH e Al do solo pela percolação da solução (0-5 cm)

25

15

5

5

15

25

35

con

trole

calc

ári

o

cord

ão

frad

e

ag

riãozi

nh

o

carr

ap

ixo

carn

eiro

ma

mo

na

trap

oer

ab

a

caru

ru

rox

o

losn

a

bra

nca

pic

ão

bra

nco

mm

ol c

L-1

Cálcio

Magnésio

Potássio

Alúminio

Extrato

Percolado

Lixiviação de cátions em extratos de plantas daninhas (Meda et al., 2001)

Plantas nativas na mobilidade de cátions do solo (Meda et al., 2001)

pH

4

5

6

5-10 10-15 15-20 20-25

controle

calcário

cordão de frade

caruru roxo

picão branco pH

Ca

0

5

10

15

20

25

5-10 10-15 15-20 20-25

caruru roxo

picão branco

mamona

mm

ol c

dm

-3

K

0

2

4

6

8

10

12

5-10 10-15 15-20 20-25

mamona

agriãzinho

caruru roxo

mm

ol c

dm

-3

Al

0

2

4

6

8

10

12

5-10 10-15 15-20 20-25

cordão de frade

caruru roxo

trapoeraba

Mm

ol c

(d

m-3

)

Camadas (cm) Camadas (cm)

Densidade de cafeeiro

Cálcio

0

20

40

60

893 1786 7143

Ca m

mol/k

g

Potássio

0,1

0,4

0,7

1

893 1786 7143

K m

mol/k

gPavan et al., 1994

Ordem da lixiviação de cátions no solo

Solos minerais:

K+ > Mg2+ > Ca2+ > Al3+ Complexos orgânicos:

AlL > CaL > MgL > K+

H2O

H2O

H2O

CaL MgL HL KL

MgL CaL

KL HL

CaCO3 + H2O Ca2+ + CO2 + 2OH-

OH- + H+ H2O

3OH- + Al3+ Al(OH)3

2K+L- + Ca2+ Ca2+(L-)2 + 2K+

K+L- + H+ H+L + K+

3K+L- + Al3+ Al3+(L-)3 + K+

SUPERFÍCIE DO SOLO

pH K Ca Al

[Ca2+(L-)2]0 (H+L-)0 [Al3+(L-)3]

0

SUBSUPERFÍCIE DO SOLO Ca2+(L-)2 + 2H+ 2H+L- + Ca2+

3[Ca2+(L-)2] + 2Al3+ 2Al3+(L-)3 + 3Ca2+

pH Ca Al

MOBILIDADE ORGÂNICA DO CALCÁRIO

LIX

IVIA

ÇÃ

O

DETERMINAÇÃO

do PODER de

NEUTRALIZAÇÃO

I) de Ca, Mg, K

II) TITULAÇÃO POTENCIOM.

pH 3,0 a 7,0

III) CONDUTIV. ELÉTRICA

IV) CROMATOGRAFIA

V) INCUBAÇÃO DO SOLO

VI) PLANTA INDICADORA

CONCLUSÕES

A acidez do subsolo pode ser

neutralizada com material vegetal

Maiores teores de ácidos orgânicos

estão presentes antes da

maturação dos tecidos vegetais

O efeito dos ácidos orgânicos é

imediato

O efeito sobre pH e Al é transiente

Propostas para pesquisas

• Cálculo da necessidade de

calagem

• Manejo de resíduos vegetais

• Fatores que alteram a movi-

mentação de cátions no solo

• Método de determinação de

ácidos das plantas e dos solos

Microrganismos do solo

• Cinética da decomposição dos ácidos orgânicos

• Síntese de compostos orgânicos

• Manejo de resíduos vegetais- microrganismos

• Determinação de compostos orgânicos

EQUIPE

MARCOS A. PAVAN

MARIO MIYAZAWA

JÚLIO CESAR FRANCHINI

EDSON L. DE OLIVEIRA

JÚLIO CESAR D. CHAVES

ARNALDO COLOZZI FILHO

ADEMIR CAREGALI

ELIR DE OLIVEIRA